传热练习题答案

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传热练习题
1、平壁炉的炉壁由厚120mm的耐火砖和厚240mm的普通砖砌成。

测得炉壁内、外温度分别为800℃和120℃。

为减少热损失,又在炉壁外加一石棉保温层,其厚60mm,导热系数为0.2 W·m-1·℃-1,之后测得三种材质界面温度依次为800℃、680℃、410℃和60℃。

(1) 问加石棉后热损失减少百分之多少?(2) 求耐火砖和普通砖的导热系数。

2、冷藏室的墙壁由两层厚15mm的杉木板之间夹一层软木板构成,杉木板和软木板的导热系数分别为0.107 W·m-1·℃-1和0.040 W·m-1·℃-1。

冷藏室内外壁分别为-12℃和21℃,若要求墙壁传热量不大于10 W·m-2,试计算墙壁中软木板的最小厚度及软木板的热阻占总热阻的分数。

3、蒸汽管外包扎两层厚度相同的绝热层,外层的平均直径为内层的2倍,导热系数为内层的2倍。

若两层互换位置,其他条件不变,问每米管长热损失改变多少?哪种材料放内层好?
4、在逆流换热器中,用20︒C的水将1.5kg·s-1的苯由80︒C冷却到30︒C。

换热器列管直径为∅25⨯2.5mm。

水走管内,水侧和苯侧的传热系数分别为0.85k W·m-2·︒C-1和1.7 k W·m-2·︒C -1,管壁的导热系数为45 W·m-1·︒C -1,忽略污垢热阻。

若水的出口温度为50 ︒C。

试求换热器的传热面积A
及冷却水的消耗量q m,c。

操作条件下
水的c p = 4.174⨯103 J·kg-1·℃-1,苯的c p = 1.90⨯103 J·kg-1·℃-1。

5、20℃、2.026⨯105Pa的空气在套管换热器内管被加热到85℃。

内管直径∅57⨯3.5mm,长3m,当空气流量为每小时55m3时,求空气对管壁的传热系数(空气物性:0℃时ρ = 1.293kg·m-3;50℃时c p = 1.017⨯103 J·kg-1·℃-1,λ = 2.826⨯10-2 W·m-1·℃-1,μ = 1.96⨯10-5Pa ·s,Pr = 0.698)。

6、在列管换热器内,用冷水冷却甲烷气,120℃的常压甲烷气以10m·s-1平均流速在壳程沿轴向流动,出口温度30℃,水在管程流动,其传热系数为0.85k W·m-2·︒C-1。

换热器外壳内径为190mm。

管束由37根∅19⨯2mm的钢管组成,忽略管壁及污垢热阻,求总传热系数。

已知75︒C下甲烷的μ = 1.15⨯10-5Pa ·s,λ = 0.0407 W·m-1·℃-1,c p = 2.5⨯103 J·kg-1·℃-1。